使用图形化系统设计开发新颖的便携式智能温室智能型核心控制器

　　利用NI的LabVIEW软件和CompactRIO硬件制造一个快速、模块化、易于使用的仿生机器人平台，它涉及各种工业协议和实时闭环激励信号生成。

　　"借助于CompactRIO控制器和LabVIEW，我们对于飞虫如何实现出色的飞行控制进行了研究。"

　　苍蝇能够高速追逐，并精确地降落在盘子的边缘，这其中的机动性令人非常感兴趣。我们可以利用苍蝇作为模型系统研究神经信息处理、空气动力学和遗传学，此外，它们还可以快速、精确地使用它们的生物传感器、控制器和执行机构。人们对它们这样的能力很感兴趣但是难以进行研究。测量和激励装置必须具有高带宽、低延迟，并拥有灵活的界面。同时，易用性和模块化特性也是跨学科和合作研究的关键。

　　我们利用CompactRIO 控制器和LabVIEW 图形系统设计软件来研究飞虫如何实现出色的飞行控制。我们采用了数字I/O模块来连接一个基于LED的视觉激励场，它具备了时间和空间的精确的分辨率，使得我们可以有效刺激苍蝇的视觉系统。记录昆虫的响应需要一个快速、灵活的采集系统。LabVIEW能够提供记录这些信号所需要的速度和模块化特性，并且能够将它们作为实时反馈来生成刺激信号。这样，我们就能够把将苍蝇作为一个活的传感器，并嵌入到一个科技系统中。

　　我们开发了一个试验。在试验中，我们把一只果蝇用绳拴住，通过果蝇的动作来控制伊普克(e-puck)机器人。该机器人是一个小型移动机器人，是一个大学的研究项目，它被设计用于通过充满障碍的环境。从绑定在机器人上的照相机和接近传感器可以获得反馈，用来确定向苍蝇展示的视觉刺激、翅振频率和幅度等飞行参数，来控制机器人运动(图1)。苍蝇和机器人之间的传递函数会发生变化，从而实现一系列的试验模式。

　　苍蝇的高速电影：加速的LED视觉场

　　视觉激励场包括8个绿色LED 面板，它们通过I2C协议连接到定制的控制器。在过去的设计中，所有的飞行都由一条总线进行控制。为了实现更高的帧率，并根据苍蝇的反馈来调节视觉激励，我们必须使用多条并行的总线。最终，我们选择了NI cRIO-9014 实时控制器和一体化NI cRIO-9104可重新配置嵌入式机箱更换了最初的控制器。

　　蝇控机器人：从苍蝇到机器人

　　在实验装置(图2)中，果蝇被用绳拴在一个环形的LED面板阵列的中心。虽然昆虫不能够移动，但仍可以拍打翅膀并且按照和自由飞行相同的方式飞行。数字振翅分析仪会获得电流频率、振幅、位置均值和苍蝇振翅的相位。这些行为状态矢量通过用户数据协议(UDP)包传输到一台运行LabVIEW的主机上。我们可以在主机上应用自定义传递函数计算出更新的伊普克(e-puck)机器人的轮转速。这些数值再通过蓝牙(Bluetooth)发送到机器人上。